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肺腺癌細胞於微控電場下的電致遷移

為了解決quick release hose c的問題，作者蔡協孚 這樣論述：

細胞的電致遷移，指貼附的細胞在一生理強度的直流電場下趨向電極的爬行移動。早期生理電場的研究專注在胚胎發育、神經發育與傷口癒合的研究上，近年來，癌細胞也被發現具有電致遷移的能力，癌細胞的電致遷移並與其侵襲性、轉移性和其來源組織的跨上皮電場方向有關。 在低雷諾數的微流體晶片中，過去我們利用調控截面積的方法在晶片中實現多電場的製造，並用於研究一肺腺癌細胞的電致遷移；但在此晶片中，因為截面積的改變，流場也隨之與電場改變，雖然使用的流速所造成的剪流壓力遠小於目前所報告具生理顯著的強度，實際上仍為雙變數的實驗環境。為了改善此項缺點，在本論文中，利用互相接合的流道將流場和電場分離，如此，可以避免流速

的變異，在一均勻的流場中實現多電場的產生。在本研究中，我們設計並以二氧化碳雷射雕刻系統來製造一多電場的微流體晶片，用以高通量研究不同貼附型細胞的電致遷移。在此一微流體晶片(MFCII)中，三種電場強度下與控制組中的細胞遷移可在單次實驗中利用一自動化的相位差顯微鏡平台取得曠時攝影的細胞影像。 我們利用肺腺癌細胞CL1-5(高侵襲性)和CL1-0細胞(低侵襲性)來驗證這個新的微流體晶片，實驗數據與過去的結果吻合，CL1-5呈現趨向正極的移動，而CL1-0則不具電致遷移性。HSC-3人類口腔鱗狀上皮細胞癌細胞也利用此一微流體晶片實驗其電致遷移，我們發現HSC-3呈現血清依賴的負極移動，但是其細

胞之電致排列卻是非血清依賴的。此一微流體晶片並用來研究兩個已知在肺腺癌侵襲與存活具有重要性的基因(HLJ-1和YWHAZ)在電致遷移中的角色。 由於電場施加具有難度，目前進行電致遷移的研究多使用小型的微流體晶片，但為了進行基因體學、蛋白質體學實驗等需要大量細胞或細胞內產物的研究，我們設計了三個不同大小的微流體晶片，具有大細胞培養面積、均勻電場、快速拆卸、避免汙染、避免培養基蒸發等優點。在大型晶片中，利用多個鹽橋輸入來降低在鹽橋的電壓降，並設計一個整流槽讓電流可以均勻流過細胞培養槽，在細胞培養槽中的細胞如此受到一均勻的電場刺激。 由於目前電致遷移的主流假設為電動現象致使膜蛋白極化，膜

上具有許多胞外化學物的受器，極化的受器訊息傳遞進而提供趨向性。我們利用其中一個大型晶片(XLEFC)大量取得CL1-5和CL1-0在電場刺激下不同時間點的蛋白質，利用偵測磷酸化蛋白質的抗體陣列晶片來探討CL1-5和CL1-0細胞電致遷移中是否有酪胺酸激酶接受器的活化。 我們發現儘管CL1-5具有高度的表皮生長因子接受器的表現，CL1-5和CL1-0在電場的刺激下沒有酪胺酸激酶接受器的顯著活化，顯示CL1-5的電致遷移可能並無經由酪胺酸激酶接受器來活化細胞訊息傳遞。此外，CL1-5和CL1-0的胞內訊息傳遞途徑在這個抗體陣列晶片上顯示截然不同的表現，CL1-5顯示Akt和S6核糖體蛋白的磷

酸化增加，而CL1-0顯示S6核糖體蛋白磷酸化的減少。實驗結果顯示電場的刺激除了造成CL1兩個細胞株趨向移動的不同外，對於兩個細胞株的訊息傳遞也有截然不同的影響。生理電場在癌症發生學與癌症異質性中的角色值得進一步探討。 最後一個部份利用有限元素法的數值模擬來了解電場刺激下的細胞，在胞外，胞膜及胞質的電場分布。我們發現在直流電場刺激下，細胞上緣的胞外環境因細胞膜為不良導體的高電阻，造成電流沿細胞膜外集中呈現電場加強的情況。細胞膜為厚度僅十奈米的不良導體，通過細胞的主要電壓降發生在細胞膜，由模擬得知在細胞膜的電場強度為細胞外的三個級數以上。在細胞質中的電場強度約為刺激電場的五分之一。由此模擬

可合理懷疑電場的感受器與細胞膜應有關係。 我們的研究顯示CL1-5和CL1-0具有截然不同的電致遷移與細胞訊息傳遞表現，值得進一步探討兩細胞株間的差異及電場在腫瘤細胞上的生理意義。此外，CL1-5電致遷移之詳細訊息傳遞路徑也尚未被確認，利用新型的晶片設計可以取得電場刺激的大量樣本，有助加速相關的研究。具有大培養區域的新型電刺激生物反應器可以提供足夠的樣本，進行各種細胞在電刺激微的相關實驗，另外大型的電刺激晶片更有潛在的生技應用價值。

砲式氣壓水箭之新型發射系統研製及推進動力分析與試驗

為了解決quick release hose c的問題，作者張志暖 這樣論述：

摘 要 氣壓水箭是以高壓氣體當動力來源，能以較少能量達到高推力。而氣壓水箭的傳統式發射器乃利用塑膠射出形之水管接頭改裝，在經由氣嘴打入空氣時，若氣壓偏高，即易漏水漏氣，且火箭無法直接裝上發射器，而需另購噴嘴安裝於保特瓶口始可，發射後若箭體失落，則噴嘴亦同時損失，形成發射活動中不必要之成本負擔。為滿足水火箭高壓抗漏特性，而又要能快速解脫的機構要求，特研究設計崩散式崩塊之強扣連桿水火箭發射機構，來增進氣壓水箭之噴射推進性能。除此之外，亦可滿足水火箭發射時之功能需求，更有近乎真實火箭發射時地面固定機構脫離火箭之像真性。

為了增加氣壓水箭之推進性能，吾人以先砲後火箭之推進原理，研究完成特殊的砲式氣壓水箭。本文利用李興軍研發的富含箭體加速度及箭體內氣液比等物理參數之總動力功率公式與動量方程式，來進行砲式氣壓水箭之推進動力分析與試驗，並以電腦數值分析模擬砲式氣壓水箭整個飛行過程且預測其射高，利用此一方式來輔助砲式氣壓水箭的研發設計與試驗，以降低試驗的次數，使砲式氣壓水箭在某些給定條件下達到較高的飛行高度。總之，砲式氣壓水箭不但可作為印證及提昇傳統火箭推進效率之低成本的優良實驗工具，其豐富可變之參數，更具有探討研究噴射理論之高度學術價值。對充滿潛力的砲式氣壓水箭而言，本文奠定了其推進動力分析、發射器設計及未來發展的良

好基礎。